白車身扭轉剛度
關注創建者：CAE追夢者 創建時間：2019-05-11
白車身扭轉剛度的視頻教程
白車身扭轉剛度靈敏度分析
主要介紹下汽車行業應用最為廣泛的白車身扭轉剛度靈敏度分析，這個也是我之前列的汽車行業入門課程中的其中一節。 然后附件是2018年歐洲車身會議Audi A6/7 的官方技術展示，剛入行汽車的朋友可以看看。
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基于NASTRAN的白車身彎曲剛度分析基于結果數據后處理教程
基于NASTRAN的白車身模態分析基于結果數據后處理教程，主要內容包括： 基于Hypermesh白車身彎曲剛度分析； 基于Hyperview四門兩蓋開口變形量數據分析處理； 基于Hyperview車身彎曲剛度變化曲線的繪制與分析。 本次分享為以往彎曲剛度內容的增加版。增加了2與3兩個知識點。
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白車身扭轉剛度的實例教程
白車身剛度是整車性能開發的一個重要指標，它決定了車輛在外力作用下抵抗變形破壞的能力。白車身剛度與整車許多性能指標均有關聯，如耐久性能、碰撞安全性能、操穩性能和NVH性能等。而白車身彎曲剛度和扭轉剛度是反映白車身剛度的兩項重要性能指標。當前的主流輕量化設計趨勢就是在控制成本和重量的前提下，盡可能提升白車身的彎扭剛度值。其中，白車身扭轉剛度還是白車身輕量化程度的重要表征。國際上流行的一個重要的車身設計指標—輕量化系數，就是根據白車身扭轉剛度、白車身質量、軸距和輪距計算得到的。
圖1 白車身扭轉剛度分析結果
輕量化系數公式：
圖2 輕量化參數的示意圖
圖3 扭轉剛度分析結果（z向位移圖）
利用OptiStruct求解器計算BIW的扭轉剛度，采用的加載工況和約束條件，及根據仿真分析的結果計算得到該白車身扭轉剛度值，白車身輕量化系數，詳情見收費內容部分。
該白車身的扭轉剛度為8377.033N?m/deg，白車身輕量化系數為1.192。
凡購買本案例的朋友在操作上有什么疑問，都可以私信我，針對本案例中的操作問題我將免費為你解答。還是那句話，我們不玩虛的，玩虛的沒意思！
展開 白車身扭轉剛度分析報告 ￥1
1 分析目的
2 使用軟件說明
3 有限元模型建立
4 白車身扭轉剛度分析邊界條件
5 分析結果
6 結論
1 分析目的
車身是轎車的關鍵總成，除了保證外形美觀以外，汽車設計工程師們更注重車身結構的設計。車身應有足夠的剛度，剛度不足，會導致車身局部區域出現大的變形，從而影響了車的正常使用。低的剛度必然伴隨有低的固有頻率，易發生結構共振和聲響。本報告以 QQ 白車身為研究對象，利用有限元法，對其進行扭轉剛度分析。
2 使用軟件說明
本次分析采用 Hypermesh 作前處理，Altair optistruct 求解。HyperMesh 是世界領先的、功能強大的 CAE 應用軟件包，也是一個創新、開放的企業級 CAE 平臺，它集成了設計與分析所需的各種工具，具有無與倫比的性能以及高度的開放性、靈活性和友好的用戶界面，與多種 CAD 和 CAE 軟件有良好的接口并具有高效的網格劃分功能；Altair Optistruct 是一個綜和隱式和顯示求解器與一體的大規模有限元計算軟件，幾乎所有的線性和非線性問題都可以通過其進行求解。Altair Optistruct 最強大的功能是其友好的 CAO 接口，通過 AltairOptistruct 可以進行形狀、尺寸、拓撲結構等優化，采用固定的內存分配技術，具有很高的計算精度和效率。
3 有限元模型建立
根據設計部門提供的白車身的工藝數模建立 QQ 的計算模型，對模型進行了有限元離散處理：白車身所有零部件都采用板殼單元進行離散，并盡量采用四邊形板殼單元模擬，少量三角形單元以滿足高質量網格的過渡需要；粘膠用實體單元模擬，焊接采用 CWELD和 RBE2 單元模擬。其中四邊形單元 469700 個，三角形單元 15543 個，三角形單元比例3.4%。
展開 現在以白車身剛度分析來驗證這條技術路徑。白車身剛度分為扭轉剛度和彎曲剛度，是整車的重要性能指標。
白車身扭轉剛度與彎曲剛度加載方式如下
白車身扭轉剛度與彎曲剛度計算公式是：扭轉剛度=扭矩/扭轉角（N.M/DEG）；彎曲剛度=力/位移（N/MM）。
影響白車身剛度的因素有料厚、結構（整車尺寸、接頭形式、關鍵斷面）和材料（鋼、鋁合金、碳纖維）。為了減少計算規模，這個示例僅考慮料厚因素，但基本過程都是一樣的。其中使用的CAE計算軟件是Nastran，程序開發語言是Python。
示例中鈑金件數為368個，對應同樣數目的料厚PSHELL變量。就算每個件料厚只考慮最小和最大兩種情況，以及對稱件情況，則所有料厚組合方案大約為2^200，數量巨大，根本不可能用CAE軟件計算一遍，因此首先需要進行靈敏度分析，篩選出12個料厚變量（對應21個件，因為對稱件料厚是一致的）。相對于2^200個方案，現在只需要計算2^12=4096個方案即可。實際應用中，如果不屬于這21個件范圍內的部件料厚改變，可以直接認為對白車身剛度影響極小。
示例白車身中靈敏度最高的21個鈑金件分布如下：
在4096個料厚方案自動計算完畢后，將變量和結果輸入到機器學習程序中進行訓練，輸出規則模型并保存。
展開 、選擇約束和加載，進行白車身剛度分析；
2、針對白車身扭轉與彎曲剛度，進行料厚靈敏度分析；
3、輸入白車身剛度目標值，進行料厚與材料的白車身減重優化；
4、根據減重優化結果，更新白車身模型；
操作示例：
1、基于白車身剛度工況，進行料厚與材料的白車身減重優化；
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1 試驗樣件（白車身總成組成部分）
2 測試裝置
3 試驗要求
4 試驗步驟
5 試驗數據后處理
附件為乘用車白車身彎曲、扭轉實驗方法兩份技術規范pdf文件
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白車身扭轉剛度的最新內容
白車身彎扭剛度仿真分析13天前
這邊有一個白車身模型，網格劃分已經完成了，扭轉剛度分析也完成了，需要進行一個彎曲剛度仿真分析，還有個一個優化解決方案，需要一同實驗，有償幫助
例如白車身扭轉剛度與模態分析，傳統有限元前處理 7 天，SimSolid 只需 8 分鐘完成建模。
? 4. 分析類型全面
涵蓋靜力學（線性/非線性）、動力學、模態、瞬態、譜分析、隨機振動、頻響、熱分析（穩態/瞬態）、疲勞分析等，與主流有限元功能覆蓋一致，但效率提升可達百倍。
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駕駛室白車身重要安裝點剛度分析規范
因此，本案例基于PERA SIM PreMech對白車身進行模型的前后處理工作，并通過PERA SIM Mechanical進行模型的求解計算，完成白車身高質量有限元模型的建立，并進行汽車白車身扭轉剛度的計算。
由圖示數據可計算出兩種方案的白車身扭轉剛度，普通高強鋼方案為9368.5 N·m/deg，熱成型方案為93.2.3 N·m/deg，下降0.71%，略微下降，兩方案基本持平。
白車身扭轉剛度分析是模擬某車型的白車身固定在臺架上，在前減震器座支點處施加一對力偶T 后，白車身上沿車身縱向各截面處的角變形和扭轉剛度值。彎曲剛度分析是模擬門檻與H 點所在的YOZ 平面相交處集中加載，計算沿車身縱向各截面處的垂直位移和彎曲剛度值。變形前后的車身模態及剛度分析結果如表3-1 所示：（由于涉及保密問題，表中模態剛度數據采用了歸一化處理，設計目標值定為1。）
根據項目設定目標，例如白車身扭轉剛度，CAE 部門進行初步斷面分析，在簡單的模型中 輸入斷面參數，使白車身性能達到目標值；
CAE 部門將斷面參數交 CAD 部門，設計人員根據造型、工藝等要求進行計劃圖設計，確 定主要斷面形狀；
CAE 部門進行主要斷面分析；
隨著結構設計的完成，CAE 部門建立完整、正確的有限元模型進行分析，進行準確斷面分 析，最終確定斷面形狀。
國際上目前主要采用車身輕量化系數作為輕量化設計的評價指標，輕量化系數越低則表示車身的輕量化設計越好，計算方法如下式：
式中，L為輕量化系數，mBIW為白車身（BodyinWhite，不包括開閉件、前后風窗玻璃Z等）質量，CT為白車身扭轉剛度，A為四輪間的正投影面積（即平均輪距乘以軸距）。
基于5×5mm的網格采用等效acm焊點模型可以用于白車身的扭轉剛度計算。
圖5 白車身扭轉剛度分析及實驗結果
4.3 白車身彎曲剛度分析
汽車行駛在凸凹不平的路面時，車身也將產生彎曲變形。彎曲剛度(K)用于表示車身抵抗彎曲載荷的能力，用式(2)進行計算。車身彎曲剛度通常用縱梁最大垂直撓度來衡量。
